PEMBUATAN HCl (2)

LAPORAN PRAKTIKUM PEMBUATAN ASAM KLORIDA Tugas ini ditujukan untuk memenuhi salah satu tugas praktikum satuan proses Pembimbing : Rintis Manfaati. ST MT Oleh kelompok 4 Intan Larasati Dewi

NIM 141411014

Khoirin Najiyyah Sably

NIM 141411015

Lutfi Arif Rachman

NIM 141411016

M. Arilga Pamungkas

NIM 141411018

Tanggal Percobaan:

23 Maret 2015

Tanggal Penyerahan: 30 Maret 2015

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG D3 TEKNIK KIMIA 2015

A. TUJUAN Setelah melakukan percobaan ini diharapkan: 1. Mampu memahami persamaan reaksi, fasa reaksi, jenis reaksi dan kondisi operasi pembentukan asam klorida dengan bahan baku yang tersedia di Laboratorium 2. Mampu merangkai reaktor sederhana untuk pembentukan asam klorida 3. Mampu menghitung konsentrasi, massa, mol, dan efisiensi proses pembentukan asam klorida B. DASAR TEORI Asam klorida adalah asam kuat, dan terbuat dari atom hidrogen dan klorin. Atom Hidrogen dan klorin berpartisipasi dalam ikatan kovalen, yang berarti bahwa hidrogen akan berbagi sepasang elektron dengan klorin. Ini ikatan kovalen hadir sampai air ditambahkan ke HCl. Setelah ditambahkan ke dalam air, HCl akan terpisah menjadi ion hidrogen (yang positif dan akan melakat pada molekul air) dan ion klorida (yang negatif). HCl bening dan tidak berwarna ketika ditambahkan ke air. Namun, asam klorida memiliki bau yang kuat, dan mengandung rasa asam yang khas dari kebanyakan asam. Asam klorida mudah larut dalam air pada semua konsentrasi, dan memiliki titik didih sekitar 110 derajat Celcius. Asam klorida bersifat korosif, yang berarti akan merusak dan mengikis jaringan biologis bila tersentuh. Selanjutnya, HCl dapat menyebabkan kerusakan besar internal jika terhirup atau tertelan. HCl dihasilkan sebagai produk samping dari reaksi antara NaCl dengan H2SO4 untuk membentuk Na2SO4 melalui reaksi : NaCl + H2SO4

→ NaHSO4 + HCl

NaHSO4 + NaCl

→ Na2SO4 + HCl

2 NaCl + H2SO4

→ Na2SO4 + 2 HCl

HCl juga dihasilkan sebagai produk samping industri sintesis senyawa organik proses klorinasi, contohnya pada industi alifatik dan aromatik klorohidrokarbon. HCl yang dihasilkan sebagai produk samping proses ini memenuhi sekitar 90% kebutuhan HCl untuk industri. Pada percobaan ini akan dilakukan pembentukan HCl sebagai produk samping dari reaksi antara NaCl dan H2SO4 C. MEKANISME PROSES HCl dihasilkan sebagai produk samping dari reaksi antara NaCl dengan H2SO4 untuk membentuk Na2SO4 melalui reaksi : NaCl + H2SO4

→ NaHSO4 + HCl

NaHSO4 + NaCl

→ Na2SO4 + HCl

2 NaCl + H2SO4

→ Na2SO4 + 2 HCl

D. ALAT DAN BAHAN Alat 1. Hot plate 2. Magnetic Stirrer 3. Erlenmeyer 250 ml (3 buah) 4. Corong tetes yang terpasang pada probe karet 5. Scrubber (2 buah) 6. Selang silicon tahan asam (2 buah) 7. Gelas ukur 100 ml 8. Gelas ukur 10 ml 9. Buret 50 ml 10. Statif dan klem 11. Pipet tetes 12. Gelas kimia 50 ml 13. Labu takar 250 ml 14. Labu takar 50 ml 15. Botol semprot 500 ml 16. Corong kaca

Bahan 1. NaCl 25 gram 2. H2SO4 pekat (98%) 30 ml 3. Larutan NaOH 0,01N 4. Indikator PP 5. Vaselin 6. Aquades

Gambar 1. Reaktor

E. FLOWSHEET Reaktor dipasangkan dengan Scrubber pada lemari asam, pasangkan dengan mengolesi vaselin pada reaktor agar tidak mengalami kebocoran Reaktor bagian bawah diisi dengan NaCl berbentuk bubuk padatan sebanyak 50gram dan reaktor bagian atas (Corong Tetes) diisikan dengan Larutan H 2SO4 pekat sebanyak 30mL

Masing-masing scrubber diisikan dengan 50mL aquades

Mulai pengadukan reaktor bersamaan dengan pemanasan pada temperatur 50oC

H2SO4 diteteskan hingga habis

Biarkan reaksi berlangsung hingga terbentuk gelembung dalam scrubber

Setelah reaksi selesai, pisahkan bagian reaktor dan tunggu hingga asap/gas hasil reaksi habis

Analisa larutan HCl yang didapatkan dari kedua Scrubber dengan melakukan Titrasi menggunakan NaOH dan indikator PP Analisa H2SO4 pekat yang tersisa dalam reaktor dengan mengencerkan 1mL cairan H 2SO4 pekat yang tidak bercampur dengan NaCl menjadi Na2SO4 terhadap 50mL aquades dan dilakukan titrasi dengan NaOH dan indikator PP

F. TABEL PENGAMATAN

No. 1. 2.

Komponen NaCl H2SO4 pekat

3.

HCl

4.

H2SO4 pekat sisa

Keterangan Berat (gr): 25,14 Volume (ml): 30 Konsentrasi (%): 98 Massa jenis (kg/L): 1,84 Scrubber 1 Volume larutan (ml): 5 (diencerkan 50 kali dari semula) Volume NaOH 0,015 N titrasi (ml): 2,5 dan 2,4 Scrubber 2 Volume larutan (ml): 5 Volume NaOH 0,0015 N titrasi (ml): 1 dan 1,5 Volume larutan (mL): Volume NaOH 0,1 N titrasi (mL): 6,5 dan 5

G. KESELAMATAN KERJA Asam sulfat bersifat korosif dan oksidator, sehingga perlu hati-hati dalam memperlakukannya dan menanganinya. Selain itu, asam klorida (HCl) yang dihasilkan merupakan gas yang beracun dan berbahaya bila terhirup atau terserap anggota badan manusia. Oleh karena itu, agar kita aman dalam melakukan percobaan ini perhatikan petunjuk berikut.  Percobaan dilakukan di dalam lemari asam  Gunakan jas lab selama bekerja di lab  Persiapkan semua peralan yang akan digunakan  Cek semua alat yang digunakan, tidak ada yang retak, selangnya bagus, penangas diset pada suhu tertentu, dan gunakan vaselin di setiap sambungan  Rangkaikan peralatan dari bawah (penangas, labu bulat, tutup dan pengaduk jangkar, motor, adapter, dan kondensor, dan termometer.  Cek aliran air, selang, jika ada yang rusak diganti  Pengambilan asam sulfat dilakukan di lemari asam dan gunakan sarung tangan,penyiapan asam sulfat sebaiknya dilakukan saat akan ditambahkan dan gelas ukur dan ciring tetes dalam keadaan bersih dan kering.

 Peralatan bekas asam sulfat cepat dicuci agar tidak mengenai teman kerja atau yang lainnya H. PENGOLAHAN DATA 1. Stoikiometri Persamaan Reaksi Secara Teoritis Reaksi

NaCl

H2SO4

Massa = 25,14 gram

M = 98%

Mr = 58,5 gram/mol

Massa jenis

Mol

=

g Mr

yang

terjadi : = 1,84 kg/L =

2NaCl

1,84

kg

=

H2SO4 Na2SO4

1,84 kg 1000 gr x L 1 kg

+ +

2HCl Mula-

¿ 1840 gr

25,14 gram 58,5 gram/mol = 0,4297 mol

mula

Volume = 30 ml

0,428

Mr = 98 gram/mol

0,552 Reaksi

Massa = 1840 gram x

98 100

x

=

0,214

g Mr

0,214 0,428 Sisa

54, 096 gram 98 gram/mol

:

= 0,552 mol 0,214

0,333

0,428

Komponen H2SO4 Na2SO4 HCl

: 0,428

= 54, 096 gram Mol =

30 1000

:

Mol sisa 0,333 mol 0,214 mol 0,428 mol

Massa HCl = mol x Mr = 0,428 mol x 36,5 gram/mol = 15,622 gram

-

2. Konsentrasi, Mol, dan Massa HCl Hasil Percobaan 0,15 gr 1000 M= x =0,015 N 40 gr /mol 250 mL a. Scrubber 1 50 mL larutan asam klorida yang terbentuk diencerkan 50 kali ( 1 mL dari larutan dilarutkan pada aquades pada labu takar 50 mL) Diketahui: Volume 1 NaOH titrasi : 2,5 mL Volume 2 NaOH titrasi : 2,4 mL Volume rata-rata : 2,45 mL Jawab: Pengenceran HCl 50 x 1 mL x N1 = 50 mL N2 N1 = 50 N2 1 N 2= N 1 50 N 1=50 x N 2 N 1=50 x 7,35 x 10−3=0,3675 N Mol HCl

= 0,3675 N x 0,05 L = 0,018375 mol

Massa HCl

= 0,018375 mol x 36,5 g/mol = 0,6707 gram

Titrasi dengan NaOH VNaOH x NNaOH = VHCl x NHCl 2,45 mL x 0,015 N = 5 mL x NHCl NHCl = 7,35 x 10-3 N b. Scrubber 2 25 mL NaOH 0,015 N yang terdapat pada buret diencerkan menjadi 50 mL NaOH, didapat: N1 x V1 = N2 x V2 0,0150 N x 25 mL = N2 x 50 mL N2 = 7,5 x 10-3 N Dari Normalitas NaOH senilai 7,5 x 10^-3 N diencerkan kembali dari 10 mL menjadi 50 mL, didapat: N2 x V2 = N3 x V3 7,5 x 10-3 N x 10 mL = N3 x 50 mL N3 = 1,5 x 10-3 Diketahui: Volume 1 NaOH titrasi : 1 mL Volume 2 NaOH titrasi : 1,5 mL

Volume rata-rata : 1,25 mL VNaOH x NNaOH = VHCl x NHCl 1,25 mL x 1,5 x 10-3 = NHCl x 5 mL NHCl = 3,75 x 10-4 N mol HCl = 3,75 x 10-4 N x 0,005 L = 1,875 x 10-5 mol massa HCl = 1,875 x 10-5 mol x 36,5 gr/mol = 6,848 x 10-4 gr Massa dan mol HCl yang terbentuk Massa total = massa scrubber 1 + massa scrubber 2 Jawab :

= 0,6707 gr + 6,848 x 10-4 gr = 0,6713848 gr Mol total

= mol scrubber 1 + mol scrubber 2 = 0,018375 mol + 1,875 x 10-5 mol = 0,1839375 mol

c. Perhitungan H2SO4 sisa. Titrasi H2SO4 : 5,75mL x 0,1N = NH2SO4 x 5mL NH2SO4 = 0.115N = 0,115mol/L = 0.115mmol/mL Mol

= 0.115mmol/mL x 5mL = 0,575mmol = 5,75x10-4 mol

Massa = mol x MrH2SO4 = 5,75x10-4 mol x 98gr/mol = 0,05635gram

3. Efisiensi Dalam Pembuatan HCl(%yield) % mol HCl =

0,01839375mol x 100 =4,29 0,428 mol

% massa HCl =

0,6713848 gr x 100 15,622 gr

= 4,29%

I. PEMBAHASAN 1. Pembahasan Oleh Intan Larasati Dewi (141411014) 2. Pembahasan Oleh Khoirin Najiyyah Sably (141411015) Pada praktikum kali ini, praktikan membuat larutan asam klorida dengan mereaksikan NaCl (sodium chloride) dengn H2SO4 (sulfuric acid), reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: 2NaCl + H2SO4  Na2SO4 + 2HCl Reaksi tersebut terjadi, karena prakikan mereaksikan 25,14 gr NaCl dengan 30 mL larutan H2SO4 98% yang terdapat dalam reaktor. 25,14 gr NaCl tersebut ditetesi oleh H2SO4 hingga H2SO4 habis. Kondisi saat berlangsungnya reaksi pada suhu 50

o

C dan dengan pengadukan

menggunakan magnetic stirrer. Fasa HCl yang terbentuk adalah gas. Karena adanya perbedaan tekanan antara reaktor dan scrubber, dimana gas cenderung berpindah dari tekanan tinggi ke tekanan rendah sehingga gas gas HCl yang terbentuk akan berpindah ke scrubber 1 dan 2. Di dalam scrubber tersebut terdapat aquades sebanyak 50 mL, ini bertujuan agar gas HCl yang terbentuk tidak kabur dari sistem tetapi gas HCl akan terperangkap dalam aquades sehingga tebentuk larutan HCl, karena HCl memiliki kelarutan yang tinggi dalam air. Setelah itu, asam klorida yang terbentuk pada scrubber 1 dan 2 dititrasi untuk mengetahui jumlah asam klorida yang terbentuk meliputi konsentrasi, mol, dan massa. Pada scrubber 1 larutan HCl dititrasi dengan NaOH 0,015 N sebagai titran. Larutan HCl pada scrubber 1 diencerkan sebanyak 50 kali karena sebelumnya ketika dititrasi tidak mengalami perubahan (titrasi dilakukan duplo) dan pada larutan scrubber 2 dititrasi dengan NaOH 0,0015 N, sebelumnya larutan NaOH tersebut diencerkan dahulu karena larutan tersebut terlalu pekat (titrasi dilakukan duplo). Dari pengolahan data yang dilakukan diketahui pada scrubber 1 didapat konsentrasi HCl adalah 0,3675 N, mol sebesar 0,018375 mol, dan massa yang terbentuk adalah 0,6707 gram, dan pada scrubber 2 didapat konsentrasi HCl

adalah 3,75 x 10-4 N, mol sebesar 1,875 x 10-5 mol dan massa yang terbentuk adalah 6,848 x 10-4. Dalam scrubber 1 komponen yang tebentuk lebih banyak dibandingkan pada scrubber 2 ini dikarenakan scrubber 1 berfungsi sebagai adsorpsi gas HCl yang pertama sehingga pengadsorpsian berlangsung maksimal, scrubber 2 berfungsi jika ada gas HCl yang tidak teradsorpsi pada scrubber 1 (gas HCl kabur) pada scrubber 2 ini diadsorpsi sehingga meminimalisir gas HCl yang keluar dari sistem. Nilai %Yield yang didapat dari percobaan praktikan adalah 4,29%. Larutan H2SO4 sisa yang tidak bereaksi dapat diketahui konsentrasi, mol dan massanya dengan cara mengambil 1 mL larutan H 2SO4 tersebut lalu diencerkan menjadi 250 mL aquades di labu takar. Hasil pengenceran tersebut diambil 5 mL untuk dititrasi menggunakan NaOH 0,1 N (titrasi dilakukan duplo). Sehingga didapat konsentrasi sebesar 0,115 N, mol sbesar 5,75 x 10-4 dan massa sebesar 0,05635. Pada percobaan ini didapat perbedaan hasil teoritis dan hasil percobaan, ini terjadi karena beberapa kesalahan dalam praktikum, seperti: a. Terdapat gas Cl yang keluar dari sistem sehingga massa HCl tidak terbentuk maksimal. Ini pun dikarenakan terdapat celah pada selang silikon sehingga ada gas-gas Cl yang kabur ketika reaksi sedang berlangsung b. Masih terdapat gas Cl dalam reaktor dikarenakan semakin lama pengadsorpsian semakin kurang karean gas yang dihasilkan jadi semakin sedikit sehingga kurang dorongan tekanan unuk mencapai scrubber sehingga pengadsorpsian tidak berlangsung sempurna. Ini dibuktikan ketika praktikan mau melepas rangkaian reaktor masih terdapat gas-gas Cl yang tidak teradsorpsi oleh aquades 3. Pembahasan Oleh Lutfi Arif Rahman (141411016) Pada praktikum ini dilakukan Pembuatan Asam Klorida (HCl) dengan bahan H2SO4 pekat dan padatan NaCl. Praktikum diawali dengan NaCl padat yang dimasukkan kedalam Erlenmeyer sebanyak 50gr lalu isikan Scrubber

dengan 50mL aquades. Reaktor dirangkai dengan scrubber dan diusahakan reaktor terpasang dengan baik tanpa adanya kebocoran juga tempatkan rangkaian dalam ruang asam. Reaktor yang telah terpasang dan berisikan NaCl dipanaskan terlebih dahulu pada 50oC bersamaan dengan melakukan pengadukan, lalu larutan H2SO4 pekat 30mL diisikan pada reaktor bagian atas (Corong tetes). Teteskan H2SO4 pekat tersebut terhadap NaCl. Pada proses penetesan H 2SO4 tersebut, akan terjadi perubahan yang dapat diamati berupa terbentuknya gelembunggelembung pada kedua scrubber yang menandakan adanya reaksi antara H2SO4 dengan NaCl sehingga dapat menghasilkan gas-gas klorin yang masuk kedalam scrubber berisi aquades dan bereaksi menghasilkan larutan HCl pada kedua scrubber atau juga dapat bocor keluar dari reaktor, oleh karena itu saat terjadinya reaksi perlu dipastikan bahwa ruang asam dalam keadaan tertutup rapat karena gas klorin tersebut bersifat toksik dan berbahaya apabila terhirup. Setelah H2SO4 habis, akan terbentuk padatan Na2SO4 dan sedikit H2SO4 yang tidak larut didalam Erlenmeyer. Apabila dalam pengamatan sudah tidak terlihat adanya gelembung yang terbentuk sebaiknya tidak membuka lemari asam terlebih dahulu, bukan berarti reaksi telah selesai, namun karena masih ada kemungkinan gas klorin dari kebocoran yang terjadi masih berada dalam lemari asam. Setelah beberapa menit baru lepaskan rangkaian tersebut dan hitung kadar HCl yang terbentuk pada Scrubber 1 dan 2 dengan melakukan titrasi. Titrasi pertama dilakukan antara larutan NaOH 0,01N sebagai titran terhadap HCl pada Scrubber pertama sebagai analit yang diencerkan sebanyak 50kali dari semula terlebih dahulu lalu diambil 5mL dan diteteskan 3 tetes indikator PP. Dilakukan dua kali titrasi untuk larutan HCl scrubber 1, Volume NaOH 0,01N yang terpakai untuk titrasi adalah 2,5mL dan 2,4mL sehingga didapat 2,45mL sebagai rata-rata jumlah untuk menitrasi larutan HCl pada scrubber 1. Dengan diketahuinya volume NaOH yang terpakai, maka konsentrasi HCl pada scrubber 1 setelah titrasi dapat diketahui yaitu sebesar 7,35 x 10-3 (0,00735N) dan diketahui larutan HCl sebelum diencerkan

adalah sebesar 0,3675N. Diketahui pula massa dan mol larutan HCl scrubber 1 yaitu 0,6707 gram dan 0,0184mol. Titrasi kedua diawali dengan pengenceran 25mL larutan NaOH 0,01N menjadi 50mL sehingga Normalitas yang didapatkan sebesar 0,0075N. 0,0075N NaOH tersebut diencerkan kembali dari 10mL menjadi 50mL dan didapat nilai N sebesar 1,5 x 10 -3 (0,0015N). Pengenceran larutan NaOH ini dilakukan karena dapat dianggap bahwa larutan NaOH 0,01N terlalu pekat untuk mentitrasikan larutan HCl pada scrubber 2 sehingga perlu dilakukan pengenceran. Titrasi kedua dilakukan dua kali antara NaOH 1,5 x 10 -3 N terhadap 5mL larutan HCl pada scrubber 2 yang telah ditetesi 3 tetes indikator PP, didapatkan volume NaOH yang terpakai sebanyak 1mL dan 1,5mL sehingga rata-rata yang dipakai adalah 1,25mL sehingga dapat dihitung besar konsentrasi HCl pada scrubber 2 adalah sebesar 3,75 x 10 -4 N dengan besar mol 1,875x10-5 mol dan massa 6,848 x 10-4 gram . Massa total HCl dari kedua scrubber tersebut dika dijumlahkan adalah sebesar 0,6713848gram dan jika dibandingkan dengan massa HCl secara teoritis sebesar 15,622gram akan didapatkan nilai Yield adalah sebesar 4,29%, begitupun dengan jumlah mol total yang didapatkan yaitu 0,1839375mol dibandingkan dengan jumlah mol HCl secara teori yaitu 0,428mol sehingga didapatkan nilai Yield sebesar 4,29%. Dapat dikatakan bahwa massa ataupun jumlah mol yang didapatkan dari hasil percobaan tidak sesuai dengan teori. Larutan H2SO4 sisa yang tidak bereaksi menjadi Na2SO4 juga dapat diketahui konsentrasi,massa dan molnya dengan cara melakukan titrasi antara larutan NaOH 0,1N dengan larutan hasil pengenceran 1mL H 2SO4 sisa terhadap 250mL aquades dalam labu takar. Diambil 5mL hasil pengenceran dan diteteskan 3 tetes indikator PP. Volume NaOH 0,1N yang didapat adalah 6,5mL dan 5mL dengan rata-rata 5,75mL. Konsentrasi yang didapatkan sebesar 0,115N. Maka dapat diketahui juga nilai massa dan molnya yaitu 0,05635 gram dan 5,75 x 10-4 mol. 4. Pembahasan Oleh M. Arilga Pamungkas (141411018) J. KESIMPULAN

 Data yang diperoleh untuk pembentukan HCl: Hasil Percobaan Hasil Teoritis Massa total

= 0,6713848 gr

Massa total

= 15,622 gram

Mol total

= 0,1839375 mol

Mol total

= 0,428 mol

 

Efisiensi yang diperoleh: %mol HCl = %massa HCl = 4,29% Semakin tinggi suhu yang diatur dan dibantu dengan magnetic stirrer, memberikan energi yang banyak untuk membuat tumbukan antar partikelnya sehingga laju reaksi semakin cepat.

K. DAFTAR PUSTAKA .2014.”Sifat Asam Klorida Fungsi Manfaat”. http://sridianti.com. Diakses 28 Maret 2015 Ngatin,Agustinus.

2010.

“Pembuatan

HCl”.

http://matekim.blogspot.com/2010/05/pembuatan-hcl.html. Diakses 29 Maret 2015